Règles pour la conception et le fonctionnement sûr des chaudières à vapeur

Une chaudière à vapeur est l'un des dispositifs les plus anciens permettant de convertir l'énergie thermique en travail mécanique, dont le fluide de travail est la vapeur d'eau. La conception des chaudières à vapeur n’a pas changé depuis des centaines d’années. Par définition, il s’agit d’un appareil conçu pour produire de la vapeur d’eau à fort potentiel. Le marché propose un grand nombre de modèles différents de conceptions variées, utilisés aussi bien dans la vie quotidienne que dans l'industrie. Dans cet article, nous nous familiariserons avec le principe de fonctionnement, les règles de fonctionnement et le champ d'application des chaudières à vapeur.

Principe de fonctionnement et dispositif

Le principe de base de fonctionnement des chaudières à vapeur de différents types est inchangé et simple : l'eau est chauffée dans un volume fermé et transformée en vapeur d'eau, qui est ensuite utilisée pour effectuer un travail utile. La source d’énergie pour le chauffage peut être l’énergie du soleil, de la terre ou, plus traditionnellement, du gaz, du combustible solide ou de l’électricité.

Selon le but recherché, la vapeur produite est divisée en deux types : saturée et surchauffée. La vapeur saturée se caractérise par une température d'environ 100°C et une pression inférieure à une atmosphère. Il est généré par les chaudières domestiques et est principalement utilisé dans les systèmes de chauffage des maisons privées.

La vapeur surchauffée est une source d'énergie à haut potentiel avec des températures allant jusqu'à 500°C et peut être sous une pression allant jusqu'à 260 atmosphères. Champ d'application de la vapeur surchauffée : installations industrielles et énergie - rotation des turbines dans les centrales thermiques et nucléaires. Les installations qui produisent de la vapeur surchauffée se caractérisent par un rendement plus élevé.

Les différents types d'appareils sont identiques et ne diffèrent que par des détails mineurs. Lors de la première étape, l'étape obligatoire de purification de l'eau des sels métalliques et de l'excès d'oxygène a lieu. Ceci est nécessaire pour éviter la formation de tartre et la corrosion des éléments de la chaudière. La rouille et le tartre réduisent considérablement l’efficacité de l’appareil et peuvent, dans certains cas, le rendre complètement inutilisable.

L'eau purifiée est fournie à un réservoir spécial, à partir duquel elle passe par une canalisation jusqu'au collecteur situé dans la partie inférieure, où se trouve la zone de chauffage. Ici, l'eau est chauffée à 100°C et de la vapeur d'eau se forme, qui monte indépendamment dans les tuyaux.

La vapeur résultante contient une grande quantité d'humidité et est impropre à l'utilisation. L'étape suivante consiste donc à sécher le fluide de travail. La vapeur séchée entre dans la conduite de vapeur pour l'usage auquel elle est destinée.

Dans les chaudières industrielles, pour produire de la vapeur surchauffée, au dernier étage, de la vapeur saturée est en outre chauffée dans la conduite de vapeur pour augmenter sa température et sa pression jusqu'à des limites spécifiées.

Toutes les chaudières à vapeur fonctionnent selon le principe décrit ci-dessus ; les différences dans l'appareil résident uniquement dans la taille de l'appareil, le type et l'emplacement du collecteur, la présence de fusibles, la complexité de l'automatisation, ainsi que le type de carburant utilisé pour le fonctionnement.

Règles de fonctionnement des chaudières à vapeur et à eau chaude

Une chaudière à vapeur est un appareil qui fonctionne sous pression et appartient aux installations à haut risque. En cas d'utilisation incorrecte, des brûlures thermiques dues à la vapeur surchauffée sont possibles et, dans des cas exceptionnels, une explosion de l'ensemble de l'installation.

Lors du fonctionnement, il est important de respecter strictement les règles de fonctionnement des appareils prescrites par le constructeur et les documents réglementaires.

IMPORTANT! L'installation et l'entretien périodique doivent être effectués uniquement par des spécialistes certifiés.

Les principales raisons d'échec, selon les statistiques, sont :

• traitement de l'eau de mauvaise qualité, entraînant une corrosion accrue des éléments et réduisant considérablement son efficacité ;
• manque de lecture périodique de la chambre de combustion du carburant ;
• paramètres d'automatisation incorrects.

La présence de dispositifs de sécurité et l'automatisation du contrôle, sous réserve d'une installation et d'une configuration professionnelles, font des chaudières à vapeur modernes des appareils sûrs.

Types et champ d'application

Les chaudières à vapeur selon leur domaine d'application sont divisées en deux grandes classes : domestiques et industrielles.

Les appareils électroménagers génèrent de la vapeur d’eau saturée, qui est utilisée comme liquide de refroidissement pour les systèmes de chauffage. En règle générale, ces systèmes fonctionnent avec un combustible solide ou liquide.

Les chaudières industrielles utilisent de la vapeur surchauffée sous haute pression, ce qui augmente considérablement l'efficacité des appareils. Le charbon, le fioul, le gaz ou l’énergie de désintégration atomique sont utilisés comme combustible pour les installations industrielles.

Les industriels sont utilisés dans l’industrie de l’énergie électrique, la fabrication, la construction, etc. Ces appareils peuvent être appelés la base de l'industrie. Voici quelques exemples d’applications industrielles :

• étuvage de structures en béton;
• stérilisation et désinfection dans l'industrie alimentaire;
• production d'électricité;
• entraînement d'actionneurs de machines-outils et de mécanismes.